罐式集装箱的强度分析和液体晃动模拟

发布时间：2020-06-23 18:31

【摘要】： 随着世界贸易的迅速发展,运输业越来越显现出其重要性。由于具有单次承载能力强、运输成本低的优点,集装箱运输逐渐成为国内外大型企业的首选运输方式。集装箱作为运输的主要载体,其合理设计和安全操作成为决定运输成败的关键因素。因此,深入分析和研究集装箱在运输过程中的实际状态,进而对集装箱结构进行优化设计就显得非常必要。罐式集装箱是集装箱中最具代表性的一种,罐体属于第三类压力容器,在运行时不仅要承受内压或外压载荷,还将受到其本身的惯性力作用以及罐内液态介质晃动所带来的冲击力。本论文以有限元为手段,研究罐式集装箱的强度和罐体中介质的晃动。论文采用有限元分析软件ansys建立了罐式集装箱的有限元分析模型,将罐体在运输过程中受到的介质惯性力等效为罐体所受静载荷,对在常温及-40℃下受四种不同工况作用的罐式集装箱进行应力分析,并依据压力容器分析设计标准进行强度校核,结果表明,本论文所分析的罐式集装箱所有强度条件都能满足,同时也发现罐式集装箱罐体的应力强度主要由内压决定,框架的应力强度则是由惯性力的大小和方向决定的结论。为研究罐式集装箱在运输过程中的颠簸问题,论文应用流体分析软件Fluent对罐式集装箱在运输过程中出现向上颠簸时罐内介质的晃动进行了模拟,得到了晃动过程中液体的分布情况,同时给出了罐体内的压强分布及罐体受到的冲击力,为罐式集装箱的优化设计和安全运行提供了一定的参考。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH247
【图文】：

几何结构图,几何结构,板壳元,节点坐标

每个节点有6个自由度:沿节点坐标系X、Y、Z方向的3个位移(UX，UY，UZ)和沿节点坐标系X、Y、Z轴的3个转角(ROTX，ROTY，ROTZ)，所以一个单元共有24个自由度。单元SHELL63的几何形状、节点位置及坐标系如图2一1所示[43]:今z.J ____lll‘ ‘-一含，--，，价价广广广图2一 1Shell63单元的几何结构Fig.2一 1SHELL63Gcometry板壳的应力是由弯曲应力和薄膜应力叠加的结果，其中弯曲应力是沿着厚度方向成线性变化，所以板壳元素的输出应力在沿着厚度方向每一处都不相同。此外板壳元素通常也都会输出弯矩。SHELL63应力的输出如图2一2所示[43l。S袱TOP)SX(MID)图2一Shell63单元的应力输出Fig.2一 2SHELL63StressoutPut

应力图,应力,板壳元,节点坐标

【引证文献】